用於衛星長期演進無線接口的系統和方法
2023-05-12 11:51:46 2
專利名稱：用於衛星長期演進無線接口的系統和方法
技術領域：
本發明涉及無線通信系統。規定從第三代(3G)數據和通信系統到第四代GG) 數據和通信系統的路由的長期演進(LTE)標準使用某些調製和編碼方案來建立新的空中 接口。LTE在下行鏈路中使用正交頻分復用(OFDM)以及在上行鏈路中使用單載波頻分多 址(S-FDMA)。移動衛星系統(MSS)是用於全球移動通信系統(GSM)、通用分組無線電系統 (GPRS)、增強GPRS (EGPRS)和通用移動電信系統(UMTS)的空中接口的變體。
背景技術：
目前沒有用於高速寬帶移動衛星系統技術的標準，因為傳統技術僅為陸地系統提 供高速移動通信。具有為高速數據提供空中接口以供具有新的和演進概念的MSS使用的系 統和方法是有利的。這會允許用戶在難以到達的區域中具有寬帶高速數據和語音變體、如 基於數據的VoIP。本發明提供這種系統和方法。
發明內容
本發明包括供MSS使用的衛星-LTE(S-LTE)空中接口。便於在難以到達的區域中 的寬帶高速數據的本發明提升了 MSS，並且是用於為MSS分配的L頻帶或S頻帶的輔助陸地 通信(ATC)的補充部分。本發明從3GPP擴展基線LTE接口調製和編碼以用於衛星空中接口。本發明意欲 替代ETSI所定義的S-UMTS標準。更具體來說，本發明的S-LTE將LTE OFDM和S-FDMA技 術用於1.4MHz的最低FDD E-UTRA指配帶寬，但能夠被擴展多達7個其它頻帶。本發明的 S-LTE空中接口能夠在700MHz、1. 5GHz、2. IGHz和2. 6GHz頻帶或者為特定空中接口所分配 的任何將來頻帶中實現。本文所使用的下列縮寫詞具有如下含義
3GPP第三代合作夥伴項目
ATC輔助陸地通信
A-PSK幅度和相移鍵控
CRC循環冗餘校驗
CP循環前綴
DCI下行鏈路信道信息
DVB-S2數字視頻廣播-衛星2
EGPRS增強GPRS
eNode B演進節點B
ETSI歐洲電信標準協會
E-UTRA演進通用陸地無線電接入
EVM誤差向量幅值
GSM全球移動通信系統
GPRS通用分組無線電系統
HARQ混合自動重複請求
IMT2000國際移動電信2000
LDPC低密度奇偶校驗LTE3G的長期演進MAC媒體接入控制MBSFN多播/廣播單頻率網MIB主信息塊ΜΙΜΟ多輸入多輸出MSS移動衛星系統
OFDM正交頻分復用QAM正交幅度調製QPSK正交相移鍵控RAN無線電接入節點S-FDMA單載波頻分多址SIB系統信息塊SIMO單輸入多輸出S-BCH衛星廣播信道S-LTE衛星-LTE S-RAN衛星-無線電接入網 S-UMTS衛星-通用移動電信系統
UCI上行鏈路信道信息
UE用戶設備
UMTS通用移動電信系統
UTRA通用陸地無線電接入
VoIP基於網際網路協議的語音
在以下部分中，將參照附圖中所示的示範實施例來描述本發明，其中圖1是本發明的高級網絡架構，示出它到陸地LTE的連通性；圖2示出本發明的S-LTE傳輸信道的物理信道；圖3是本發明的具有12個子載波的S-LTE OFDM時間-頻率網格模型；圖4是示出本發明的S-LTE的無線電承載頻率定義的簡圖；圖5是用於本發明的S-LTE的採用編碼和調製的物理信道處理的簡圖；圖6是本發明的使用S-UL-SCH的調製和編碼傳輸塊的傳輸信道處理的簡圖；圖7是用於本發明的S-LTE的採用空間復用和發射分集的具有多達四個埠的多 天線映射的簡圖；以及圖8是本發明的用於下行鏈路S-PDCCH的控制信令的格式的簡圖。
具體實施例方式本發明包括供MSS使用的衛星-LTE(S-LTE)空中接口。便於在難以到達的區域中 的寬帶高速數據的本發明提升了 MSS，並且是用於為MSS分配的L頻帶或S頻帶的輔助陸地 通信(ATC)的補充部分。本發明從3GPP擴展基線LTE接口調製和編碼以用作衛星空中接口。本發明意欲 替代ETSI所定義的S-UMTS標準。更具體來說，本發明的S-LTE將LTE OFDM和S-FDMA技 術用於1.4MHz的最低FDD E-UTRA指配帶寬，但能夠被擴展多達7個其它頻帶。本發明的 S-LTE空中接口能夠在700MHz、1. 5GHz、2. IGHz和2. 6GHz頻帶或者為特定空中接口所分配 的任何將來頻帶中實現。正如本文更全面地描述的，本發明包括下列特徵和特性1.本發明包括來自LTE和DVB-S2的映射；2.到S-LTE的信道映射不同於LTE ；3.為了信道健壯性，本發明的調製編碼方案是來自LTE的64QAM和32-APSK的組 合；4.本發明引入便於衛星與陸地系統之間的移動性管理的標誌。S-LTE RAN和裝置 /平臺中的標誌值被保留，以便根據需要，用於S-LTE、LTE、WCDMA、GSM系統之間的移動性管 理，從而改變裝置/平臺的空閒模式行為；5.本發明的功率控制包括用于波束髮射功率和總衛星發射功率的值。這些值被添 加到S-LTE RAN,並且由S-LTE裝置平臺接收。其它參數能夠被定義，以便為用於S-LTE的 衛星鏈路預算而細化功率控制，並且是實現特定的。現在參照圖1，示出本發明的S-LTE架構的高級網絡架構100以及它到陸地LTE的 連通性。本發明的S-LTE利用LTE OFDM和S-FDMA技術。但是，在1. 4MHz的最低FDD E-UTRA指配帶寬中，S-FDMA將在上行鏈路信道中使用新的32-幅度相移鍵控(32-APSK)代 替QPSK (為了健壯性)，其中採用優化的特播編碼和LDPC，但是能夠被擴展到7個其它頻 帶。下行鏈路信道仍然將64-QAM與LTE中定義的OFDM —起用於S-LTE，其中採用優化的特 播編碼和LDPC。從64-QAM到32-APSK的自適應移位能夠基於下行鏈路信道中的衛星信道 條件來執行。類似的技術能夠應用於上行鏈路信道，其中從32-APSK到16-APSK或QPSK的 自適應降級能夠用於關閉鏈路並且保持可行的鏈路預算。本文中進一步描述自適應編碼方 案的範圍。在本發明中，為空中接口保留LTE源和信道編碼、調製、復用、物理層映射。但是， 本發明引入新的信道或者信道的重新定義。在本發明中，以帶寬不可知方式基於資源塊來定義第1層，從而允許LTE第1層適 合各種譜分配。資源塊跨越各在0. 5ms的時隙持續時間上的、子載波帶寬為15kHz的12個 子載波或者子載波帶寬為7. 5kHz的M個子載波。本發明的S-LTE使用相同的標準資源塊 分配。用於本發明的S-LTE的傳輸信道被如下標明S-LTE下行鏈路傳輸信道衛星-廣播信道(S-BCH)
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衛星-尋呼信道(S-PCH)衛星-下行鏈路共享信道(S-DL-SCH)衛星-多播信道(MCH)S-LTE上行鏈路傳輸信道衛星-上行鏈路共享信道(S-UL-SCH)衛星-隨機接入信道(S-RACH)用於S-LTE的物理信道如下所述S-LTE下行鏈路物理信道衛星-物理廣播信道(S-PBCH)衛星-物理下行鏈路共享信道(S-PDSCH)衛星-物理下行鏈路控制信道(S-PDCCH)衛星-物理控制格式指示符信道(S-PCFICH)
衛星-物理混合ARQ指示符信道(S-PHICH)衛星-物理多播信道(S-PMCH)上行鏈路物理信道衛星-物理上行鏈路共享信道(S-PUSCH)衛星-物理上行鏈路控制信道(S-PUCCH)衛星-物理隨機接入信道(S-PRACH)現在參照圖2，下面分別示出用於下行鏈路和上行鏈路的S-LTE傳輸信道到物理 信道映射200。所有其它S-LTE信道將用於第1層/第2層控制信令。用於S-LTE的下行鏈路傳輸方案下行鏈路傳輸方案使用如下的OFDM子載波間距
權利要求
1.一種移動衛星系統，包括 用戶設備(UE)；衛星；以及所述UE與衛星之間的空中接口，衛星具有用於其下行鏈路信道的正交幅度調製(QAM) 和用於其上行鏈路信道的32-幅度相移鍵控(32-APSK)的組合。
2.如權利要求1所述的移動衛星系統，其中，所述下行鏈路信道包括下行鏈路傳輸信 道和下行鏈路物理信道，並且所述上行鏈路信道包括上行鏈路傳輸信道和上行鏈路物理信 道。
3.如權利要求2所述的移動衛星系統，其中， 所述下行鏈路傳輸信道進一步包括衛星-廣播信道(S-BCH)；衛星-尋呼信道(S-PCH)；衛星-下行鏈路共享信道(S-DL-SCH)；衛星-多播信道(MCH)；所述下行鏈路物理信道進一步包括衛星-物理廣播信道(S-PBCH)；衛星-物理下行鏈路共享信道(S-PDSCH)；衛星-物理下行鏈路控制信道(S-PDCCH)；衛星-物理控制格式指示符信道(S-PCFICH)；衛星-物理混合ARQ指示符信道(S-PHICH)；衛星-物理多播信道(S-PMCH)；所述上行鏈路傳輸信道進一步包括衛星-上行鏈路共享信道(S-UL-SCH)；衛星-隨機接入信道(S-RACH)；所述上行鏈路物理信道進一步包括衛星-物理上行鏈路共享信道(S-PUSCH)；衛星-物理上行鏈路控制信道(S-PUCCH)；以及衛星-物理隨機接入信道(S-PRACH)。
4.如權利要求3所述的移動衛星系統，其中，所述上行鏈路傳輸信道處理在S-UL-SCH 中採用第1層與所述MAC層之間的可變大小的單傳輸塊來執行。
5.如權利要求1所述的移動衛星系統，其中，所述UE適合與輔助陸地通信(ATC)系統 進行通信。
6.如權利要求5所述的移動衛星系統，其中，標誌便於所述UE與所述ATC系統之間的 移動性管理。
7.如權利要求1所述的移動衛星系統，還包括與所述衛星進行通信的演進節點B(S-eN0de B)基站收發器；以及 與所述S-eNode B進行通信的無線電接入節點(S-RAN)。
8.如權利要求7所述的移動衛星系統，其中，所述S-RAN和UE控制波束髮射功率和所 述衛星的總發射功率。
9.如權利要求7所述的移動衛星系統，其中，所述UE傳送來自預定義碼字本的具有信 道秩的矩陣，它被傳遞給所述S-RAN。
10.如權利要求9所述的移動衛星系統，其中，S-RAN決定遵循所述UE的碼字推薦，或 者從所述S-RAN中定義的代碼矩陣中選擇碼字。
11.如權利要求7所述的移動衛星系統，其中下行鏈路和上行鏈路控制信令是在所述傳輸信道S-DL-SCH和S-UL-SCH上； 在第1層的控制信令是在所述物理信道S-PDCCH、S-PCFICH、S-PHICH上； 下行鏈路控制信令將下列機制用於控制調度S-DL-SCH/S-PDSCH資源、S-DL-SCH傳輸 格式、HARQ相關信息；上行鏈路準予將下列機制用於調度S-UL-SCHPUSCH資源、S-UL-SCH傳輸格式、HARQ相 關fe息。
12.如權利要求11所述的移動衛星系統，其中所述上行鏈路控制信息(UCI)和下行鏈路控制信息(DCI)採用信道編碼、CRC附加、碼 率匹配、交織、加擾和調製來發送；採用信道編碼為UCI發送信道質量指示符信息；以及 採用CRC、信道編碼和碼率匹配在S-BCH上發送所述DCI。
13.如權利要求7所述的移動衛星系統，其中通過S-BCH來傳送系統信息，其中包括 通過S-BCH傳送的具有40毫秒的傳輸周期的主信息塊(MIB)，以及通過S-DL-SCH傳送的、 由作為多調度的一部分具有80、160和320毫秒的傳輸周期的系統信息塊(SIB)組成的動態fe息。
14.如權利要求1所述的移動衛星系統，其中，在所述調製中使用優化的特播編碼與低 密度奇偶校驗(LDPC)。
15.如權利要求1所述的移動衛星系統，其中，所述系統使用多個天線埠來處理多個 時間-頻率網格以接收OFDM信號。
16.如權利要求1所述的移動衛星系統，其中，所述UE基於查找所述衛星的點波束以及 定時和物理層點波束識別碼來執行同步和點波束搜索。
17.如權利要求16所述的移動衛星系統，其中，所述衛星使用256個點波束識別碼。
18.如權利要求17所述的移動衛星系統，其中，所述衛星每5毫秒加上單向240毫秒的 衛星延遲，傳送兩個同步信號。
19.一種將用戶設備(UE)與衛星進行接口的方法，包括下列步驟使用用於下行鏈路 信道的正交幅度調製(QAM)和用於其上行鏈路信道的32-幅度相移鍵控(32-APSK)的組合。
20.如權利要求19所述的方法，還包括建立如下信道的步驟 下行鏈路傳輸信道衛星-廣播信道(S-BCH)；衛星-尋呼信道(S-PCH)；衛星-下行鏈路共享信道(S-DL-SCH)；衛星-多播信道(MCH)；下行鏈路物理信道衛星-物理廣播信道(S-PBCH)； 衛星-物理下行鏈路共享信道(S-PDSCH)； 衛星-物理下行鏈路控制信道(S-PDCCH)； 衛星-物理控制格式指示符信道(S-PCFICH)； 衛星-物理混合ARQ指示符信道(S-PHICH)； 衛星-物理多播信道(S-PMCH)； 上行鏈路傳輸信道 衛星-上行鏈路共享信道(S-UL-SCH)； 衛星-隨機接入信道(S-RACH)； 上行鏈路物理信道進一步包括 衛星-物理上行鏈路共享信道(S-PUSCH)； 衛星-物理上行鏈路控制信道(S-PUCCH)；以及 衛星-物理隨機接入信道(S-PRACH)。
全文摘要
一種供移動衛星系統使用的無線接口，它從3GPP擴展基線LTE接口調製和編碼。LTE OFDM和S-FDMA技術用於1.4MHz的最低FDD E-UTRA指配帶寬，但能夠被擴展多達7個其它頻帶。S-LTE與LTE的關鍵區別在於，在上行鏈路信道中將32-幅度相移鍵控(32-APSK)用於S-FDMA，其中採用LDPC和特播編碼，以及在下行鏈路信道中將64-QAM用於OFDM，其中採用LDPC和特播編碼。採用編碼新組合的S-LTE的這種新機制將允許S-LTE無線接口的健壯信道模型，並且將使S-LTE無線接口能夠具有有效鏈路預算。本發明的S-LTE無線接口能夠在700MHz、1.5GHz、2.1GHz和2.6GHz頻帶或者為特定無線接口分配的任何將來頻帶中實現。
文檔編號H04B7/185GK102150379SQ200980136909
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月10日 優先權日2008年9月12日
發明者R·罕 申請人:愛立信電話股份有限公司